碟形零件的加工

河南平原光電有限公司 （焦作 454001） 李紅義 劉菊花 郜 磊

碟形零件的加工具有裝夾困難、加工中振動大、切斷后變形大等特點，并且還存在生產(chǎn)效率低、材料浪費大等問題，如能解決好上述問題，將在很大程度上達到節(jié)約材料、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。

以圖1所示零件內(nèi)罩為例，介紹這類零件的加工方法和工藝路線、加工中存在的問題及解決措施。該零件材料為2A12－T4，尺寸精度要求為IT7～IT8級，形狀精度G級，零件最小壁厚為0.5 mm，并且表面質(zhì)量要求高（表面鍍金）。

圖1 內(nèi)罩

零件的加工難點如下：

（1）零件由內(nèi)、外球形曲面組成，精加工時無法找到裝夾基準面，必須通過加長毛坯來留取裝夾位置。

（2）零件壁厚僅有0.5mm，且表面粗糙度要求高，因此必須充分考慮加工中的振動對表面粗糙度的影響。

（3）零件壁薄、剛性差，因此從毛坯上切斷后，零件變形大，尺寸與形位公差難以保證。

1.加工前的準備

（1）因相應(yīng)規(guī)格的管材不易采購，若毛坯采用2A12－T4圓棒料，工藝應(yīng)考慮下料尺寸加長。

（2）粗加工時采用普通設(shè)備C620A，精加工時采用經(jīng)濟型數(shù)控車床。

（3）粗車時采用自定心卡盤裝夾，精車時采用專用工裝裝夾。

（4）設(shè)計、制作相應(yīng)裝夾工裝。

（5）編程采用G73偏置循環(huán)程序，采用對比法，對程序予以確認。

（6）加工前對加工方案進行仿真論證，對重要技術(shù)要求進行了仿真切削和檢測，提高了一次加工成功率。

2.加工工藝分析

零件從最初的棒材實體到最終壁厚0.5mm的圓碟，采用的工藝路線為：粗車→銑應(yīng)力釋放槽→熱處理（時效）→精車端面→加工輔助工藝基準→精車內(nèi)外球面→鉆孔→切斷→拋光→表面處理（鍍金）。

（1）定位基準的選擇：采用基準統(tǒng)一原則，粗車時以毛坯外徑定位；銑槽及半精加工，均以外徑及端面定位；從精車到成形，均以輔助基準孔定位。

（2）加工順序安排：因零件要切除較大加工余量，切削力和切削熱會引起殘余應(yīng)力重新分布，因此要粗、精加工分開，中間穿插熱處理時效工序。

（3）設(shè)備的選擇：鉆孔時可采用工裝定位，在數(shù)控銑床上點鉆各孔；切斷時，為了避免切削力引起零件變形，采用線切割切斷。

（4）為方便零件裝夾，下料時將毛坯加長15mm，并在加長端加工出輔助螺紋孔，供裝夾聯(lián)接之用。

（5）為了充分釋放應(yīng)力、減小零件切斷后的變形，在加長端靠近切斷面處加工出工藝槽或孔，并通過熱處理，最大限度減小應(yīng)力。

（6）設(shè)計、制造高精度、多功能的工裝夾具，其尺寸和形位精度必須滿足零件加工精度的需要。

（7）提高工序間用于定位和檢測基準面的尺寸和形位精度。

（8）精車時合理選擇車削用量，采用高速鋼W9Cr4V2刀具材料。切削順序先內(nèi)后外，走刀方式由內(nèi)向外。

3.加工實施路線

（1）粗車按照常規(guī)方式進行，但要留出加長部位，工藝附圖如圖2所示。

圖2

（2）粗車后在加長端加工出釋放應(yīng)力的工藝孔或槽，如圖3所示，比較兩種方式的優(yōu)缺點如下：

圖3

圖3a為鉆孔方式：環(huán)零件一周均勻鉆出45個φ6mm的孔。這種方式加工后零件整體強度高，且不需要專用設(shè)備與刀具，操作簡便，但效率低。

圖3b為銑槽方式：環(huán)零件一周均勻銑出12個2.5mm×R80mm的槽。這種方式加工后零件整體強度不如鉆孔，需要專用刀具，但加工方便、效率高。

由于零件批量較大（130件），為了提高生產(chǎn)效率，選擇了銑槽方式進行加工。

圖4

（4）精車可采用如圖5的專用工裝裝夾零件。

圖5

（5）內(nèi)外形尺寸完成后，采取線切割切斷的方式能最大程度地降低零件的后續(xù)變形。因在切斷部位零件的厚度并不大，雖線切割效率不是太高，但對后續(xù)變形影響小，還是有必要的。